矿井降尘用压电式超声雾化喷嘴结构设计及数值优化分析

发布时间：2021-06-15 23:28

　　随着工业化进程的加快,煤炭等矿产资源急剧消耗,传统降尘方式的弊端日益明显,导致了粉尘浓度快速上升,这不但对矿工的身体健康有严重的危害,而且存在一定的安全隐患,易引发粉尘爆炸。特别是那些粒径极小且能通过呼吸道进入人体肺泡区的呼吸性粉尘,能够引发尘肺病。由于呼吸性粉尘粒径小,普通水雾除尘难以进行有效捕捉,达不到良好的除尘效果。压电式超声雾化喷嘴利用压电材料的逆压电效应产生有效振幅,将液体破裂成细小雾滴,能够有效捕捉呼吸性粉尘并使其沉降,除尘效果较好。本文通过对超声雾化技术以及压电材料的特性进行分析,结合一维弹性振动理论,对超声雾化喷嘴的机械振动结构进行了理论设计,并进行了有限元模拟分析;通过设计喷头的流体通道,将喷嘴的结构设计与流场有机结合起来,并采用流体计算分析软件模拟流体的外流场射流情况。设计了一种谐振频率为20kHz的压电式超声雾化喷嘴,喷嘴由夹心式超声换能器、有圆弧过渡的阶梯型变幅杆和雾化圆盘组成。通过理论计算得出了喷嘴各个部分的具体尺寸,使用有限元分析软件进行模态分析与谐响应分析,并与理论计算进行对比验证。有限元分析得出系统的谐振频率为20480Hz,与理论计算相差2.40%。采... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超声波雾化液体的过程图

图 1-2 压电式超声波雾化喷嘴示意图Fig.1-2 Sketch diagram of electric ultrasonic atomizer化喷嘴优缺点如表 1-1 所示。通过对比可知，压电式径小，尺寸分布均匀，能够对矿井中产生的呼吸性粉对压电式超声波雾化喷嘴进行分析和研究。表 1-1 两种超声雾化喷嘴优缺点比较mparison of advantages and disadvantages of two ultrasonic ato 优点 雾化喷嘴 雾滴的尺寸均匀，粒径小 雾化喷嘴 大流量喷雾，分布范围广 雾喷嘴国内外研究动态

太原理工大学硕士研究生学位论文程。aniel Sindayihebura 和 Le on Bolle[20]在研究时发现了有状的超声换能器，对比这几种不同形状的换能器，发振幅，故据此设计了工作频率为 40kHz 的阶梯型低频进行实验分析和验证，对系统的振幅和阻抗特性进行大小的相关关系，在雾化面上的振幅为 2μm 及以上时


本文编号：3231908